【摘要】：在第三代半導(dǎo)體材料中,寬禁帶半導(dǎo)體氮化鎵(GaN)具有許多優(yōu)異性能,以其制備的藍(lán)光GaN基半導(dǎo)體激光器(Laser Diode,LD)具有較高的內(nèi)外量子效率與優(yōu)異的光電特性。近年來(lái),藍(lán)光GaN基LD在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、激光顯示與激光照明等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,逐漸成為半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著藍(lán)光GaN基LD在多領(lǐng)域應(yīng)用中的需求增長(zhǎng)及市場(chǎng)的逐漸成熟,可靠性問(wèn)題已成為限制其發(fā)展的最主要因素。對(duì)藍(lán)光GaN基LD的可靠性研究是一個(gè)復(fù)雜而艱巨的過(guò)程,對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器與環(huán)境均有著十分嚴(yán)苛的要求,因此,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)影響藍(lán)光GaN基LD可靠性的詳細(xì)機(jī)理還沒有成熟的定論。目前對(duì)影響藍(lán)光GaN基LD可靠性因素的認(rèn)識(shí)主要集中在有源區(qū)點(diǎn)缺陷與位錯(cuò)的增殖及擴(kuò)散、腔面的退化損傷及歐姆接觸的退化等理論方面,這些變化均會(huì)導(dǎo)致LD光電特性的惡化,以導(dǎo)致最終的失效。本課題以理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段對(duì)藍(lán)光GaN基LD的可靠性進(jìn)行了更為詳盡的研究,具體研究工作概述如下:1.對(duì)藍(lán)光GaN基LD的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行了調(diào)研,發(fā)現(xiàn)目前阻礙其發(fā)展的最主要的因素為可靠性無(wú)法達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的需求,并進(jìn)一步對(duì)藍(lán)光GaN基LD可靠性研究的國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀進(jìn)行深度調(diào)研。2.對(duì)藍(lán)光GaN基LD的工作原理、外延生長(zhǎng)與芯片制造工藝進(jìn)行詳細(xì)闡述,深刻探討藍(lán)光GaN基LD的退化機(jī)理及誘導(dǎo)退化發(fā)生的應(yīng)力條件,并分析對(duì)可靠性的具體影響,另外再對(duì)藍(lán)光GaN基LD的失效模式及過(guò)應(yīng)力條件下的加速老化進(jìn)行分析。3.對(duì)藍(lán)光GaN基LD的外延片進(jìn)行測(cè)試分析,以確定外延質(zhì)量及其可能對(duì)藍(lán)光GaN基LD光電性能造成的影響,并且在芯片制造完成后,為進(jìn)一步了解藍(lán)光GaN基LD的外延狀況與芯片特征而對(duì)其外觀形貌與體內(nèi)材料進(jìn)行微區(qū)檢測(cè)分析,然后再對(duì)藍(lán)光GaN基LD的光電特性進(jìn)行測(cè)試以獲得其老化前的各項(xiàng)特征參數(shù)。4.對(duì)藍(lán)光GaN基LD進(jìn)行老化,觀察大電流應(yīng)力下的壽命,分析其老化過(guò)程中的功率衰減情況,并對(duì)老化后的藍(lán)光GaN基LD再次進(jìn)行光電特性測(cè)試,以確定老化過(guò)程中連續(xù)應(yīng)力對(duì)其造成的具體退化,并根據(jù)各種退化特征分析退化的根本原因。最后對(duì)老化后的藍(lán)光GaN基LD的體變化進(jìn)行檢測(cè)分析,以進(jìn)一步確定老化過(guò)程中前腔面退化損傷、漏電流增加、有源區(qū)In團(tuán)簇聚集現(xiàn)象、脊形區(qū)燒毀及穿透位錯(cuò)的增殖等造成的漏電流及損耗的增加、載流子注入效率減小及有源區(qū)折射率減小等情況與可靠性降低之間的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN248.4;TN304

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙紅;張榮;謝自力;劉斌;修向前;陸海;李亮;劉戰(zhàn)輝;江若璉;韓平;鄭有p，

本文編號(hào)：2687147